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人教版八年级(下册) 第十章《浮力》
第3节 物体的浮沉条件及应用 精选练习
一、夯实基础
1.有一冰块漂浮在水面上,所受到的力有_________和________,因为该冰块静止,所以这两个力是一对________,大小________,方向______。
【答案】重力,浮力;平衡力,相等,相反。
【解析】物体漂浮在液面上,所受的力有重力和浮力,因为物体静止,所以这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
2. 一正方体漂浮在水中,排开水的体积为1×103m3,它受到的浮力为 N,排开水的质量为 kg。若该正方体漂浮在酒精中(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则排开酒精的质量为 kg。(g取10N/kg)
【答案】9.8;1;1。
【解析】①F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。
正方体漂浮在水中,排开水的重力为G排水=F浮=10N
排开水的质量为m===1kg
②若该正方体漂浮在酒精中,所受的浮力和重力仍是一对平衡力,不变。
则排开酒精的重力为 G排酒精=F浮=10N,则排开酒精的质量为1kg。
3.如图1所示,是我国自行设计和自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。当蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是2.5×105N,则蛟龙号受到海水的浮力是_______N;随着不断下潜,蛟龙号下表面受到海水的压强_______,受到的浮力_______(后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】2.5×105,变大,不变。
【解析】①根据阿基米德原理:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于排开液体所受的重力:F浮=G排
蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是2.5×105N,蛟龙号受到海水的浮力是2.5×105N;
②因为同种液体的压强随液体深度的增大而增大,所以不断下潜,蛟龙号下表面受到海水的压强变大;
蛟龙号完全浸没在水中,所受到的浮力大小为F浮=ρ水gV排
因为液体的密度和排开液体的体积都不变,所以浮力的大小不变。
4.2019年4月23日海军成立70周年的海上阅舰仪式上,我国新型万吨级055型导弹驱逐舰接受检阅,其满载排水量达12500t,则该导弹驱逐舰在海洋航行所受浮力是 N(g取10N/kg)。若该驱逐舰发射一枚导弹后,则驱逐舰所受浮力_______,排开水的体积 (填“不变”、“变大”或“变小”),驱逐舰要 些(填“下沉”或“浮起”)。
【答案】1.25×108;变小;变小;浮起。
【解析】因为导弹驱逐舰漂浮,所以浮力等于船与货物的重力,即等于排开水的重力:
F浮=G排=mg=1.25×107kg×10N/kg=1.25×108N
若该驱逐舰发射一枚导弹后,则驱逐舰的重力变小,根据二力平衡条件可知:所受浮力等于重力,所以
驱逐舰所受浮力变小,排开水的体积变小,则要浮起一些。
5. 气球能够上升,是由于受到的浮力_________自身的重力;由于空气密度越来越小,所以受的浮力也就越来越_______,当浮力_________气球的重力时,气球就能停留在空气中的某个位置。
【答案】大于,小,等于。
【解析】气球能够上升,是由于受到的浮力大于自身的重力;
由于空气密度越来越小,根据F浮=ρ液gV排可知:所以受的浮力也就越来越小,当浮力等于气球的重力时,气球就能停留在空气中的某个位置。
6.如图2所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_______来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】自身重力,不变。
【解析】潜水艇通过水仓进水和排水来改变自身重力,从而控制自身的浮沉;因潜水艇的体积不会改变,故潜水艇在水中任意深度中排开水的体积都不变,故所受浮力不变。
7.如图3所示,用同一支密度计分别测量A、B两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小FA______FB,两种液体的密度ρA_____ρB。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】等于,大于。
【解析】密度计在两种液体里都漂浮,根据二力平衡条件可知,浮力等于物体的重力,所以是相等的;
因为VA排<VB排,根据F浮=ρ液gV排可知:ρA大于ρB。
8.把质量是24g,体积是30cm3的物体浸没在水中,松手后该物体将______(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。当它静止时,所受的浮力是______N。
【答案】上浮,0.24。
【解析】物体的密度 ρ===0.8g/cm3
由于物体的密度小于水的密度,所以松手后该物体将上浮。
当它静止时,处于漂浮状态,受到的浮力
F浮=G=mg=24×10-3kg×10N/kg=0.24N
9. 一艘排水量为2020 t的轮船从大海驶入河中。(g取10 N/kg,已知海水的密度大于河水的密度,忽略油耗等)
(1)在海里时,它受到的浮力是 ,它受到的重力是 。
(2)轮船在海水中的情形如图甲所示,请在图乙中画出该轮船在河水中时,河面的大致位置。
(3)该轮船排开的海水受到的重力为G1,排开的河水受到的重力为G2,则G1 (选填“>”、“=”或“<”)G2。
【答案】(1)2.02×107 N,2.02×107 N;(2)如图所示;(3)=。
【解析】(1)在海里时,它受到的浮力等于重力:
F浮=G=mg=2.020×106kg×10N/kg=2.02×107 N
(2)在两种液体里都漂浮,根据二力平衡条件可知,浮力等于轮船的重力,所以是相等的;根据
F浮=ρ液gV排:因为ρ海水大于ρ河水,所以V排海水<V排河水,在河水中液面应该向上一些。轮船在海水中的情形如图甲所示,轮船在河水中时河面的大致位置如图所示。
(3)因为轮船在两种液体里都是漂浮,浮力等于重力,是相等的,所以该轮船排开的海水受到的重力等于排开的河水受到的重力,即G1=G2。
10.某邮轮满载时的排水量为1万吨,则满载时所受的浮力为 牛。游客们登上邮轮后,邮轮所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。该邮轮上有几条“吃水线”,如图4所示。若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是线 (选填“a”或“c”)。
【答案】9.8×107 ,变大,a。
【解析】①邮轮满载时所受浮力:F浮=G排=m排g=1×104×103kg×9.8N/kg=9.8×107N;游客们登上邮轮后,邮轮的总重力变大,因邮轮始终处于漂浮状态,所以邮轮所受的浮力将变大;
②由于邮轮在东海和淡水中均处于漂浮状态,且自身的重力不变,淡水的密度小于海水的密度,所以根据F浮=ρgV排的变形式V排=F浮/ρg可知,邮轮排开淡水的体积大于海水的体积,则邮轮要下沉一些,即若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是a线。
11. 将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有 的体积露出水面,如图5所示。(取g=10N/kg),求:
(1)木块静止时,受到水的浮力是多少?
(2)该木块的密度是多少
(3)木块静止时,木块底部受到水的压强是多少
【答案】(1)7.5N;(2)0.75×103kg/m3;(3)750Pa。
【解析】(1)木块体积为V=(0.1m)3=10-3m3
木块静止时,受到水的浮力是
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3/4×10-3m3=7.5N。
(2)因为漂浮,所以浮力等于重力为7.5N,G=F浮=7.5N,则木块密度为
ρ== ==0.75×103kg/m3
(3)木块静止时,有 的体积露出水面,即有的体积在水下,高度也是总的,
故木块底部受到水的压强是
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×=750Pa
12.如图4所示,某深海潜水器的上浮和下潜属于无动力控制,其整个工作过程分为:a.可调压载水舱注水;b.匀速下潜;c.抛掉“下潜压载”后减速;d.潜水器靠底;e.抛掉“上浮压载”后加速上浮;f.匀速上浮阶段;g.可调压载水舱排水。潜水器的相关数据如下表,海水密度约为1.0×103千克/米3。
排开水总体积(米3) 21 下潜压载质量(千克) 246 下潜压载体积(米3) 0.031
潜水器总质量(千克) 2.09×105 上浮压载质量(千克) 540 上浮压载体积(米3) 0.068
乘员3人总质量(千克) 224 最大下潜深度(米) 7000 高压气罐内 气体的最大压强(Pa) 1.5×107
①潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的________。
A.重力 B.压力 C.压强
②当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器的浮力减小量_____重力减小量,所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮。
③可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体才能将其排出。潜水器在最大深度处时,能否利用排水的方式实现上浮?请根据表格中的数据判断并说明理由。______________
【答案】①B;②小于;③最大深度处海水的压强大于压缩气体的压强,所以在此深度无法将水舱中的水排出。
【解析】①根据F=PS可知:因为深海处压强大,如果潜水器的观察窗面积大,则受到的压力也大,为了保护观察窗,所以潜水器的观察窗面积做得很小。
②当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器加速上浮,浮力大于重力,所以潜水器的浮力减小量小于重力减小量,所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮。
③潜水器在最大深度处时,海水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
而高压气罐内气体的最大压强为1.5×107Pa,所以在此深度无法将水舱中的水排出。
二、巩固与提高
13.把一个木块(ρ木=0.6×103kg/m3)放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)的溢水杯中,溢出的酒精;若将此木块从酒精中取出,擦干后放入盛满水的溢水杯中,则溢出的水的质量是( )
A.等于50g B.小于50g C.大于50g D.无法确定
【答案】A.
【解析】由于ρ木<ρ酒精,所以木块在酒精面上将漂浮,
所以木块受到酒精的浮力:F浮酒精=G木=G排酒精=m排酒精g ……①
由于由于ρ木<ρ水,所以木块在水面上漂浮,
所以木块受到水的浮力: F水浮=G木=G排水=m排水g ……②
因为木块都是漂浮,所以浮力相等,F浮酒精=F水浮
由①②可知木块排开酒精和水的质量相等(溢出的质量):
m排酒精=m排水=50g
故选A。
14.如图6所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中小球受到的浮力大
B.乙烧杯中小球排开液体的质量大
C.甲烧杯中液体的密度大
D.乙烧杯底部受到液体压强大
【答案】C
【解析】A.因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故A错误;
B.因为小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,根据阿基米德原理,浮力的大小等于排开的液体受到的重力,所以小球在两杯中排开液体的质量相等,故B错误;
C.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球
所以ρ甲液>ρ乙液,故C正确;
D.两杯中液面相平,ρ甲液>ρ乙液,根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强p甲液>p乙液,故D错误。
所以选C。
15. 两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平如图7(a)、(b)所示。下列说法错误的是( )
A 甲液体的密度比乙液体的密度大
B 密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等
C 乙液体对容器底的压力大
D 密度计排开甲、乙两种液体的质量相等
【答案】C。
【解析】①因为密度计漂浮,所以密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力,大小相等;
②由图知,密度计排开液体的体积:V甲排<V乙排,因为F浮=ρ液gV排相同,所以液体的密度:
ρ甲>ρ乙,故A、B说法正确;
C、由上分析知,甲的密度较大,由P=ρ液gh得,甲液体对容器底的压强大,又因为压力F=pS,所以甲液体对容器底的压力大,故C说法错误,符合题意;
D、由A分析知,密度计在两种液体中受到的浮力相等,则排开液体的重力相等,可知排开液体的质量也相等,故D说法正确,不符合题意。
故选C。
16.一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面。海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则下列选项正确的是( )
A.满载时,油轮重7×108N
B.满载时,油轮受到的浮力7×108N
C.满载时,油轮排开水的体积为1×105m3
D.满载时,油轮排开水的体积为1×104m3
【答案】C
【解析】A:满载时油轮的总质量为3万吨+7万吨=10万吨,重力为
G=mg=10×107kg×10N/kg=1.0×109N
故A错误;
B:满载时油轮的总质量为3万吨+7万吨=10万吨,重力为
G=mg=1.0×107kg×10N/kg=1.0×109N
因为邮轮漂浮,所以油轮受到的浮力等于总重力F浮=G=1.0×109N
故B错误,不符合题意;
C与D选项:满载时油轮的总质量为10万吨,漂浮在水面,所受浮力等于自身重力,即
故C符合题意、D不符合题意。
所以选C。
17. 2020年4月22日,在中国海军成立71周年纪念日前夕,075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水 如图8所示,这艘两栖攻击舰长约235米,宽约36米,排水量约为3.5×104吨,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰 下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104N
B.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
C.此军舰从长江驶入东海后,船体会下沉一些
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
【答案】D。
【解析】A.军舰漂浮在海面上,浮力等于重力为
F浮=G=mg=3.5×107kg×10N/kg=3.5×108N
故A错误;
B.平衡力是一个物体受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力,军舰受到的浮力,受力物体是军舰,军舰对水的压力,受力物体是水,所以不符合平衡力的概念,故B错误;
C.东海的海水密度要大于长江的江水密度,根据F浮=ρ液gV排,推导出,因为军舰已知漂浮在水面,浮力相等,当液体的密度变大时,排开液体的体积减小,船体会上浮一些,故C错误;
D.因为军舰始终漂浮在水面上,浮力和重力相等,当升机从军舰上飞走后,军舰的总重力减小,相应的浮力也减小,故D正确。
故选D。
18. 一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10cm,密度是0.8×103kg/m3,漂浮在液面上露出液面的体积占物块总体积的。用手缓慢下压物块,如图9所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法中错误的是( )
A. 液体的密度是1.2×103kg/m3
B. 手对物块上表面的压力大小是2N
C. 液体对物块下表面的压力大小是12N
D. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
【答案】B
【解析】当物块漂浮时,物块所受的浮力等于其所受的重力,即F浮=G,
则ρ液gV排=ρ物gV
因有露出水面,故V排= V,故ρ液=ρ物= ×0.8×103kg/m3=1.2×103kg/m3,
故A正确,不符合题意;
B.由题意知,手对物块的压力,等于物块浸没液体中所受的浮力,即
F压=F′浮=ρ液gV=ρ液Gl3= ×1.2×103kg/m3×10N/kg×(10)3×10﹣6m3=4N,故B错误,符合题意;
C与D.物块下表面受到的压强为p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg ×10×10﹣2m=1.2×103Pa;
下表面受到的压力为F=pS=1.2×103Pa×100×10﹣4m2=12N,故C、D正确,不符合题意。
所以选B。
19. 如图所示,孔明灯是由薄纸制成的下端开口的容器,容器的容积为2 m3,所用薄纸总重力为4.2 N,容器(含其内空气)的总重力为 N(常温下空气密度为1.29 kg/m3,g取10 N/kg),为了使该孔明灯悬浮在空中,要对孔明灯内气体加热使气体膨胀,从而使孔明灯内空气减少,容器内空气的重力减少 N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度为 kg/m3。孔明灯内火焰温度高达300 ℃以上,燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地,易使可燃物温度达到着火点而引发火灾,因此很多城市现已禁止燃放孔明灯。
【答案】9.30,4.2,1.08。
【解析】(1)容器内空气的重力为G空气=mg=ρ空气Vg=1.29 kg/m3×2 m3×10 N/kg=25.8 N
容器的总重力为G总=G空气+G0=25.8 N+4.2 N=30 N。
(2)容器在空气中受到的浮力为F浮=ρ空气gV=1.29 kg/m3×10 N/kg×2 m3=25.8 N
物体悬浮时受到的浮力等于物体的重力,要使容器悬浮在空气中,需要排出的空气为
ΔG=G总-F浮=30 N-25.8 N=4.2 N
容器内剩余空气的重力为G1=G空气-ΔG=25.8 N-4.2 N=21.6 N,
此时容器内空气的密度为
ρ'=====1.08 kg/m3。
20.小明近来购买的某品牌的纯牛奶特别好喝,他决定利用所学的液体压强、浮力和二力平衡知识在家中亲手测出该牛奶的密度。他找来一个大小适当的正方体木块,木块的边长为a,并在木块的表面均匀的涂上一层蜡,然后又找了一个足够大的容器和一把刻度尺,结果他没能测出牛奶的密度。经过思考,他再增添了一种生活中常见的液体,结果就测出了牛奶的密度。
(1)小明增添的液体是_________。
(2)他把牛奶和某液体分别倒入容器中,先后将木块放入两容器使其漂浮在液体中,并分别在木块上记下液面所到达的位置,然后用刻度尺分别测出木块浸入牛奶和某液体中的深度L1和L2,经过分析测出了牛奶的密度。他利用的方法是:木块漂浮在两种液体中其下表面受到液体的压强_______(选填“相等”或“不相等”)。推导所测牛奶密度的表达式________(写出推导过程)。
【答案】(1)水。(2)相等;ρ牛奶=ρ水L2 /L1。
【解析】(1)水比较常见,且其密度已知,所以小明增加的是水;
(2)木块在水和牛奶中都漂浮,所以受到的浮力相等,即木块下表面受到的压力相等,
根据P=F/S可知,下表面受到液体的压强相等:
即ρ牛奶gL1=ρ水gL2 得ρ牛奶=ρ水L2 /L1
21.如图10所示,容器内有15cm深的水,水面上漂浮一木块,木块露出水面的体积为总体积的 ,(g取10N/kg)求:
①木块的密度是多少kg/m3?
②水对容器底部的压强是多少Pa。
【答案】①0.6×103。②1500。
【解析】①由题意可得,木块排开水的体积V排=V- V= V
木块漂浮在水面上,所以木块受的浮力F浮=G木
ρ水gV排=ρ木gV
ρ木=×ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3
②水的深度 h=15cm=0.15m
水对容器底部的压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
22. 小华学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103kg/m3、粗细均匀的木料先进行不吸水处理,再将其竖立于水中,如图11所示。这段木料长为40 cm,横截面积为0.1 m2,其上表面可以作为秤盘。问:(g取10 N/kg)
(1)0刻度线的位置在哪里
(2)距离上表面10 cm处的刻度线对应的质量为多少
【答案】(1)浮力秤的0刻度线应为距离上表面20 cm的位置。(2)10kg。
【解析】(1)木料的体积:V=Sh=0.1 m2×0.4 m=0.04 m3;
木料的质量:m0=ρV=0.5×103 kg/m3×0.04 m3=20 kg;
木料处于漂浮状态,浮力等于重力,
即F浮=G=m0g=20 kg×10 N/kg=200 N
木料排开水的体积: V排===0.02 m3
木料浸入水中的深度:h0===0.2 m=20 cm,
此时“秤盘”上没有放物体,即浮力秤的0刻度线应为距离上表面20 cm的位置。
(2)放上物体,液面距离上表面10 cm时,浮力秤受到的浮力:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.4 m-0.1 m)×0.1 m2=300 N,
所放物体的重力: G物=F浮'-G=300 N-200 N=100 N,
物体的质量: m===10kg
即距离上表面10 cm处的刻度线对应的质量为10 kg。中小学教育资源及组卷应用平台
人教版八年级(下册) 第十章《浮力》
第3节 物体的浮沉条件及应用 精选练习
一、夯实基础
1.有一冰块漂浮在水面上,所受到的力有_________和________,因为该冰块静止,所以这两个力是一对________,大小________,方向______。
2. 一正方体漂浮在水中,排开水的体积为1×103m3,它受到的浮力为 N,排开水的质量为 kg。若该正方体漂浮在酒精中(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则排开酒精的质量为 kg。(g取10N/kg)
3.如图1所示,是我国自行设计和自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。当蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是2.5×105N,则蛟龙号受到海水的浮力是_______N;随着不断下潜,蛟龙号下表面受到海水的压强_______,受到的浮力_______(后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
4.2019年4月23日海军成立70周年的海上阅舰仪式上,我国新型万吨级055型导弹驱逐舰接受检阅,其满载排水量达12500t,则该导弹驱逐舰在海洋航行所受浮力是 N(g取10N/kg)。若该驱逐舰发射一枚导弹后,则驱逐舰所受浮力_______,排开水的体积 (填“不变”、“变大”或“变小”),驱逐舰要 些(填“下沉”或“浮起”)。
5. 气球能够上升,是由于受到的浮力_________自身的重力;由于空气密度越来越小,所以受的浮力也就越来越_______,当浮力_________气球的重力时,气球就能停留在空气中的某个位置。
6.如图2所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_______来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”)
7.如图3所示,用同一支密度计分别测量A、B两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小FA______FB,两种液体的密度ρA_____ρB。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
8.把质量是24g,体积是30cm3的物体浸没在水中,松手后该物体将______(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。当它静止时,所受的浮力是______N。
9. 一艘排水量为2020 t的轮船从大海驶入河中。(g取10 N/kg,已知海水的密度大于河水的密度,忽略油耗等)
(1)在海里时,它受到的浮力是 ,它受到的重力是 。
(2)轮船在海水中的情形如图甲所示,请在图乙中画出该轮船在河水中时,河面的大致位置。
(3)该轮船排开的海水受到的重力为G1,排开的河水受到的重力为G2,则G1 (选填“>”、“=”或“<”)G2。
10.某邮轮满载时的排水量为1万吨,则满载时所受的浮力为 牛。游客们登上邮轮后,邮轮所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。该邮轮上有几条“吃水线”,如图4所示。若线(b)表示在东海航行时的吃水线,则在淡水中航行时的吃水线应是线 (选填“a”或“c”)。
11. 将边长为0.1m均匀、实心的正方体木块投入水中。木块静止时有 的体积露出水面,如图5所示。(取g=10N/kg),求:
(1)木块静止时,受到水的浮力是多少?
(2)该木块的密度是多少
(3)木块静止时,木块底部受到水的压强是多少
12.如图4所示,某深海潜水器的上浮和下潜属于无动力控制,其整个工作过程分为:a.可调压载水舱注水;b.匀速下潜;c.抛掉“下潜压载”后减速;d.潜水器靠底;e.抛掉“上浮压载”后加速上浮;f.匀速上浮阶段;g.可调压载水舱排水。潜水器的相关数据如下表,海水密度约为1.0×103千克/米3。
排开水总体积(米3) 21 下潜压载质量(千克) 246 下潜压载体积(米3) 0.031
潜水器总质量(千克) 2.09×105 上浮压载质量(千克) 540 上浮压载体积(米3) 0.068
乘员3人总质量(千克) 224 最大下潜深度(米) 7000 高压气罐内 气体的最大压强(Pa) 1.5×107
①潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的________。
A.重力 B.压力 C.压强
②当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器的浮力减小量_____重力减小量,所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮。
③可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体才能将其排出。潜水器在最大深度处时,能否利用排水的方式实现上浮?请根据表格中的数据判断并说明理由。______________
二、巩固与提高
13.把一个木块(ρ木=0.6×103kg/m3)放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)的溢水杯中,溢出的酒精;若将此木块从酒精中取出,擦干后放入盛满水的溢水杯中,则溢出的水的质量是( )
A.等于50g B.小于50g C.大于50g D.无法确定
14.如图6所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中小球受到的浮力大
B.乙烧杯中小球排开液体的质量大
C.甲烧杯中液体的密度大
D.乙烧杯底部受到液体压强大
15. 两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平如图7(a)、(b)所示。下列说法错误的是( )
A 甲液体的密度比乙液体的密度大
B 密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等
C 乙液体对容器底的压力大
D 密度计排开甲、乙两种液体的质量相等
16.一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面。海水的密度近似为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则下列选项正确的是( )
A.满载时,油轮重7×108N
B.满载时,油轮受到的浮力7×108N
C.满载时,油轮排开水的体积为1×105m3
D.满载时,油轮排开水的体积为1×104m3
17. 2020年4月22日,在中国海军成立71周年纪念日前夕,075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水 如图8所示,这艘两栖攻击舰长约235米,宽约36米,排水量约为3.5×104吨,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰 下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104N
B.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
C.此军舰从长江驶入东海后,船体会下沉一些
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
18. 一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10cm,密度是0.8×103kg/m3,漂浮在液面上露出液面的体积占物块总体积的。用手缓慢下压物块,如图9所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法中错误的是( )
A. 液体的密度是1.2×103kg/m3
B. 手对物块上表面的压力大小是2N
C. 液体对物块下表面的压力大小是12N
D. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
19. 如图所示,孔明灯是由薄纸制成的下端开口的容器,容器的容积为2 m3,所用薄纸总重力为4.2 N,容器(含其内空气)的总重力为 N(常温下空气密度为1.29 kg/m3,g取10 N/kg),为了使该孔明灯悬浮在空中,要对孔明灯内气体加热使气体膨胀,从而使孔明灯内空气减少,容器内空气的重力减少 N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度为 kg/m3。孔明灯内火焰温度高达300 ℃以上,燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地,易使可燃物温度达到着火点而引发火灾,因此很多城市现已禁止燃放孔明灯。
20.小明近来购买的某品牌的纯牛奶特别好喝,他决定利用所学的液体压强、浮力和二力平衡知识在家中亲手测出该牛奶的密度。他找来一个大小适当的正方体木块,木块的边长为a,并在木块的表面均匀的涂上一层蜡,然后又找了一个足够大的容器和一把刻度尺,结果他没能测出牛奶的密度。经过思考,他再增添了一种生活中常见的液体,结果就测出了牛奶的密度。
(1)小明增添的液体是_________。
(2)他把牛奶和某液体分别倒入容器中,先后将木块放入两容器使其漂浮在液体中,并分别在木块上记下液面所到达的位置,然后用刻度尺分别测出木块浸入牛奶和某液体中的深度L1和L2,经过分析测出了牛奶的密度。他利用的方法是:木块漂浮在两种液体中其下表面受到液体的压强_______(选填“相等”或“不相等”)。推导所测牛奶密度的表达式________(写出推导过程)。
21.如图10所示,容器内有15cm深的水,水面上漂浮一木块,木块露出水面的体积为总体积的 ,(g取10N/kg)求:
①木块的密度是多少kg/m3?
②水对容器底部的压强是多少Pa。
22. 小华学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103kg/m3、粗细均匀的木料先进行不吸水处理,再将其竖立于水中,如图11所示。这段木料长为40 cm,横截面积为0.1 m2,其上表面可以作为秤盘。问:(g取10 N/kg)
(1)0刻度线的位置在哪里
(2)距离上表面10 cm处的刻度线对应的质量为多少